宋徽宗赵佶绘《瑞鹤图》现藏于辽宁省博物馆
中国历史上出现过无数祥瑞,在史书中留下了大量记载。
所谓“祥瑞”,就是突然降临人间的甘霖、彩云、神兽、仙禽、佳卉等稀罕之物,被认为是上天的嘉示,带有吉祥的征兆,寓意风调雨顺、国泰民安。古时每逢祥瑞出现,大臣都会上表庆贺,建议给天子加上尊号。
经过历朝历代的大力收罗,祥瑞的名目越来越多:以麒麟、凤凰、神龟、神龙、白虎“五灵”为最高的“嘉瑞”,以景星、庆云等六十四种天象为“大瑞”,以白狼、赤兔等二十八种走兽为“上瑞”,以苍鸟、赤雁等三十二种禽鸟为“中瑞”,以嘉禾、芝草、木连理等十四种植物为“下瑞”,后来又加上铜鼎、铜钟、玉罄、玉璧等器物,是为“杂瑞”,真是五花八门,蔚然大观。九州各地的山林郊野、城镇乡村,都留下过祥瑞的踪迹。值得注意的是,很多重要的祥瑞都以皇家园林为舞台,显得绚丽夺目。
元朔六年(前123年)十月,汉武帝刘彻在苑囿游猎时捕获了一只独角、五蹄的怪兽,他认为很吉利,便改年号为“元狩”。次年,骠骑将军霍去病率大军进击河西,连续击败匈奴各部,夺取祁连山,一路战果辉煌。
约在同一时期,建章宫的后阁重栏又跑出来一只怪兽,它的样子像是麋鹿,却又不是麋鹿。汉武帝亲往探看,见左右无人识得,便召东方朔前来辨认。东方朔先索要了大批赏赐,而后才告知汉武帝此兽的牙齿前后整齐如骑兵,名为“驺牙”,属祥瑞性质,预示着远方将有蛮夷归附。果然,一年后,匈奴浑邪王率十余万部族归降汉朝。
始元元年(前86年)二月,建章宫的太液池里降落了许多黄鹄,被视为汉朝“土德”的象征,汉昭帝刘弗陵为之作诗:“黄鹄飞兮下建章,羽肃肃兮行跄跄,金为衣兮菊为裳。唼喋荷荇,出入蒹葭。自顾菲薄,愧尔嘉祥。”在古书中,黄鹄是一种能高飞千里的神鸟,实际上或许是羽毛偏黄的天鹅。
汉昭帝没有子嗣,元凤三年(前78年)春传来报告,说上林苑中有一株枯柳重新长出枝叶,虫食其叶,噬出“公孙病已立”五个字,颇为怪异。后来有人解释道,“公孙病已”指的是前任太子刘据的孙子刘病已,刘病已长期流落民间,后养于掖庭,改名为刘询。这也是一个祥瑞,预示着他应该继位为君。元平元年(前74年)少帝刘贺被废后,霍光等大臣便拥刘询即位,是为汉宣帝。
元人绘《嘉禾图》现藏于台北故宫
元康四年(前62年)三月,成千上万的五彩神雀云集于上林苑,汉宣帝遂在第二年改年号为“神爵”——古时的“爵”通“雀”。之后几年中,不断有凤凰、神雀和甘露降临,汉宣帝在上林苑内建了一座凤凰殿,以示嘉祥。
洛阳华林园的前身是始建于东汉的芳林园。曹丕篡汉建立魏朝的第三年,有一大群秃鹫在芳林园的水池上聚集,说不清是凶是吉,搞得君臣不知所措。好在没过多久,水池边长出灵芝——这肯定是好兆头,众人方才松了一口气。
后来,魏明帝曹叡对芳林园大加扩建,还想把汉武帝在建章宫铸的承露盘搬过来。不料承露盘在搬运途中折断,魏明帝便下旨重铸了一尊,竖在园中,终于得到上天所降的“甘露”。曹植还奉旨专门作了一篇《承露盘颂》,以此来纪念这个祥瑞。
东晋迁都建康(今江苏南京),仿洛阳旧制建华林园,格局相似,被之后的宋、齐、梁、陈各朝继承。
宋文帝刘义隆的在位时间长达三十年,前期整顿朝政、减免赋税、复兴儒学,南朝的经济、文化一度有了很大发展。到后期,华林园中经常出现白獐、嘉禾之类的祥瑞,被认为是天下大治的吉相。但这段时间,王朝已然衰落,没过多久太子刘劭叛乱,宋文帝被叛将张超之所弑。
宋孝武帝刘骏在位期间,由于有紫气出现在华林园景阳楼上层西南的梁架之间,便将此楼更名为“景云楼”;清暑殿屋顶的鸱尾中央长出一棵五茎的嘉禾,由此更名为“嘉禾殿”;新建的一座琴堂,因堂前两棵橘树结出连理枝,被命名为“连玉堂”。宋孝武帝死后,长子刘子业继位,荒唐暴虐,很快就被叔叔、湘东王刘彧杀掉,几座建筑的名称又被改回。
刘彧登上皇位后,喜欢乘船在华林园的天渊池中游玩。一次,一条白鱼跳进了龙舟——《史记》记载当年周武王伐纣时,率军乘船渡河,也曾有白鱼入舟。这是一个大大的祥瑞,自然要吹嘘一番。
南齐建元三年(481年),华林园醴泉堂的东面升起一股圆形的祥云,周长十余丈,与景阳楼同高,五彩缤纷,光芒四射,缓缓向南飘浮,最后绕过长船,隐入天渊池——此情此景,很像外星人的飞碟出没。
至唐代,武则天以女主的身份临朝,唯恐人心不服,十分热衷于宣扬祥瑞。《唐诗纪事》记载天授二年(691年)腊月,有大臣诡称御苑中鲜花开放,是难得的祥瑞,以此诱骗武则天入园赏花,乘机发动叛乱。武则天识破了这个诡计,命人预先在园中四处装点假花,次日召群臣同游。预谋者见到隆冬之际百花绽放的奇景,以为天佑武后,便取消了原定的计划。
北宋景德五年(1008年)正月,宋真宗赵恒在宫中大宴群臣,即席宣布自己去年十一月做的一个奇怪的梦:有神仙告知只要在正殿虔诚做足一个月的道场,就能得到上天赏赐的“天书”。如今日期已满,不知是否应验?随后便有内司启奏,说左承天门南面的屋角鸱吻上挂着一卷黄帛,取下一看,果真是三篇“天书”。两天后,又有紫云覆盖宫殿,空中隐约有龙凤的影子。如此天降祥瑞,自然是普天同庆,宋真宗当即下旨改年号为“大中祥符”。
当年六月,“天书”再次在泰山醴泉北降临,地方官员连忙驰送京师,宋真宗亲自在皇家园林含芳园中奉迎天书,并将此园更名为“瑞圣园”。瑞圣园随即出现五彩云烟,又有一股形似凤凰的黄气在殿间萦绕,妙不可言。十月,宋真宗巡幸泰山,举行封禅大典。
政和二年(1112年)上元之次夕,汴京(今河南开封)的宣德门上空祥云环绕,一群仙鹤上下盘旋。宋徽宗赵佶与臣民一同观赏了这番奇景,龙心大悦,亲笔御制《瑞鹤图》,还题诗为记。有学者考证,这群仙鹤并非天外来客,而是皇家园林延福宫中人工豢养的珍禽,整件事完全是自导自演的闹剧。十五年后,金军攻破开封,宋徽宗和其子宋钦宗赵桓被掳往北国,那些瑞鹤早已不知所终。
明嘉靖二十三年(1544年),许多地方遭遇旱灾,边关又不安宁,明世宗朱厚熜为此焦躁不安之时,听到大臣报告“内苑嘉禾生茎双穗,凡六十有四”。这大概指的是西苑的御田长出了特别的稻穗,寓意着天下丰收。明世宗不禁大喜,遍告百官,让大家一同欢庆。
说来说去,古代皇家园林中这些所谓的“祥瑞”,大多是“人为”的成果,还有一些可能属于偶发的自然现象,与吉凶没有直接的关联。许多人对这“神奇”的祥瑞信以为真,无非是想表达一种美好的向往与期盼,但归根结底,并不能改变历史与自然的发展规律。
军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******
光量子干涉实物图。图片来自新华社
党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。
量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。
本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。
量子之美,美在未知
记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?
徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。
量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。
近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。
记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?
徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。
在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?
如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。
但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。
量子概念图。资料图片
对未来世界的影响,将远超你的想象
记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?
徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。
另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。
当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。
记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?
徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。
量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。
有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远
记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?
徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。
回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。
记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?
徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。
现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。
从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。
在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。
文字整理:张志华
(文图:赵筱尘 巫邓炎)